Flussmündung Mischung: Hydrodynamische Nahfeldkontrolle des intermodalen Verhaltens und deren Auswirkungen auf die Fischökologie

Description: Flussmündungen sind wichtige Knotenpunkte fluvialer Netzwerke und Hotspots der Biodiversität in Süßwasserökosystemen. Die Strömungsmuster an Flussmündungen sind sehr heterogen und produzieren komplexe Muster innerhalb der Durchmischungsbereiche, die durch intermodales Verhalten gekennzeichnet sind. Die Gesamtdurchmischungsrate, die den Grenzbereich bestimmt, hat erheblichen Einfluss auf die Ausbreitung potentiell schädlicher Stoffe, Wassertemperatur, Sedimente und Biota. Die vorgeschlagenen Forschungsarbeiten zielen darauf ab, das Wissen zur Durchmischung an Einmündungen zu verbessern, indem sie einen grundlegenden, theoriegestützten Einblick in die Auswirkungen von Strahlbildung, Rückströmung und Fließgewässerregulierung auf das intermodale Verhalten an Grenzzonen und deren Auswirkungen auf die Fischökologie geben. In diesem Projekt werden komplexe Durchmischungszonen flacher, grobsubstratiger Flussabschnitte in einem breiten Gradienten hydrologischer Bedingungen direkt im Feld mittels Fernerkundung und Messtechnik bestimmt. Der Vergleich von Feldbeobachtungen mit der Theorie des intermodalen Verhaltens ermöglicht das Verständnis komplexer Durchmischungs-Dynamiken, welches anhand der Ergebnisse der Feldexperimente und numerischer Simulationen erweitert und validiert wird. Diese Experimente werden auch Informationen zum Schwimmweg von Fischen und deren Verhalten in Durchmischungszonen liefern. Diese Informationen dienen zusammen mit der Theorie der Durchmischungsprozesse der Entwicklung eines agentenbasierten Modells zur Simulation der Überlebensmöglichkeit von Fischen während einer Schadstoffpassage. Die Simulationen werden anhand der Ergebnisse einer Fischuntersuchung in einem regulierten Fluss validiert, dessen Ökosystem kürzlich einem Massenfischsterben ausgesetzt war. Die theoretischen und empirischen Ergebnisse unserer Studie werden zur Weiterentwicklung von Vorhersagemethoden verwendet basierend auf der Fernerkundung der Durchmischung in Flüssen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Flussmündung ? Verhaltensmuster ? Fluss ? Fisch ? Süßwasserökosystem ? Wassertemperatur ? Hydrogeologie ? Messtechnik ? Toxin ? Fließgewässerökosystem ? Hydrochemie ? Limnologie ? Siedlungswasserwirtschaft ? Simulationsmodell ? Studie ? Sediment ? Prognoseverfahren ? Fernerkundung ? Hydrologie ? Schadstoff ? Biodiversität ? Fluss ? Integrated Water Resources Management ? Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ? Urban Water Management ? Water Chemistry ?

Region: Berlin

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• University of Waterloo, Department of Geography and Environmental Management (Mitwirkung)

Time ranges: 2024-01-01 - 2025-09-09

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Confluence mixing: near-field hydrodynamic controls of the intermodal behavior and their implications for fish ecology
  Description: River confluences are vital nodal points of fluvial networks and are hotspots of biodiversity in freshwaters ecosystems. Flow structure at confluences is non-uniform and produces complex patterns within mixing interfaces that are characterized by intermodal behavior. The overall mixing rate at confluences is related to the interface pattern, which has a considerable impact on the spread of harmful pollutants, water temperature, sediments and biota. The proposed research aims to improve knowledge of confluence mixing by providing fundamental theory-based insights into the effects of jetting, flow stagnation and river regulation on the intermodal behavior of mixing interfaces and their implications for fish ecology. In this project, complex mixing interfaces generated in shallow, rough-bedded river environments will be assessed directly in the field at a wide range of hydrological conditions using remote sensing and instrumental measurements. Mixing dynamics will be further analyzed by comparing field observations with the theory of intermodal behavior, which will be expanded and validated using results from field-based experiments and numerical simulations. These experiments will also provide information on fish trajectories and fish behavior within mixing interfaces. From these diverse sources of information on mixing, we will develop an agent-based model to simulate fish survival during a passage of harmful toxins. Simulations will be validated using results of a fish survey in a regulated river which ecosystem has recently suffered a mass kill of fish. Theoretical and empirical results of our study will be used to advance predictive methods based on remote sensing of mixing in rivers. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138791

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/535183985 (Webseite)

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.53

  • Title: 1.00
  • Description: 0.08
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.85
  • Spatial: RegionOther (0.25)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 2 times.